路面设计说明.docx
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路面设计说明
1概述
1.1基本概况
312国道沪宁段扩建工程镇江C1施工标段,起讫桩号为K214+712~K232+000,路线全长17.288Km。
全标段均为老路加宽,采用单侧加宽、双侧加宽两种方式。
老路路基宽12m,行车道路面为水泥砼路面和沥青砼路面两种,宽9.0m,加宽后城镇段路基达50m,一般路段25.5m,加铺段采用加铺一~二层水泥稳定碎石基层(15~36cm),来提高老路的承载能力和纵横向调平作用。
1.2312国道初步设计审查会议精神执行情况
根据312国道初步设计审查会议精神及与会专家的建议和意见,在施工图设计阶段,项目组对有关方案进行深入的研究,在路基、路面及排水方面进行优化,主要如下:
1.新老路基拼接部位设置两层土工格栅,分别设置在路基基底及路床顶面下20cm处;调整台阶的宽度,第一层台阶设计为高0.6m,宽1.5m,其下各层均为0.6m高,0.75m宽。
2.路面改建中将原有的沥青稳定碎石加铺基层(柔性基层)改为水泥稳定碎石基层(半刚性基层),与加宽、新建路面保持一致,保持路面结构材料横向、纵向的一致性。
3.同时考虑到山东、江苏通过路面取芯分析和计算分析得到的最新研究结果,认为一般路面破坏发生在中面层,中面层对路面的使用性能至关重要,因此中面层也采用改性沥青。
2路面及改建路面设计
2.1老路概况
本标段均为老路加宽,采用单侧加宽、双侧加宽两种方式。
老路路基宽12.0m,老路路面有沥青混凝土和水泥混凝土两种路面结构。
沥青砼路面老路路面病害以横裂、龟裂、不规则纵裂、坑槽、车辙、修补损坏、拥包为主;部分已罩面路段使用状况较好,部分路段变形较大,局部出现不规则裂缝、龟裂、坑槽,有少量的横向裂缝出现,横向裂缝较多贯穿路面宽度,少量贯穿整个路基宽度。
水泥砼路面病害主要有断裂类和接缝损坏类;对路面结构性能和行车舒适性影响最大的是断裂和错台。
混凝土面层板的断裂是由于荷载应力和温度应力的反复作用而引起的疲劳损坏,或者是由于路基不均匀沉降、板底脱空或收缩应变受阻等引起板内应力超过混凝土的强度而产生的。
断裂裂缝贯穿面层,将板分割成数块形成破碎板,从而破坏了面层板的整体性,并进一步出现了错台,导致裂缝两侧板块的传荷能力不断丧失,降低了路面结构的承载力。
2.2水泥混凝土检测结果及路面修补对策
1.弯沉检测
本次路面弯沉测试采用的是丹麦DYNATEST公司开发的落锤式弯沉仪(FWD),属于脉冲式动力弯沉仪。
检测双向行车道,约25m/点,主要检测板角弯沉来评价传荷效率。
根据《公路水泥路面养护技术规范》(JTJ073.1-2001)、《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2002)对水泥砼路面承载能力评价统计如表1。
水泥砼路面承载能力评价标准表1
指标
分级
左幅(桩号减小)
右幅(桩号增加)
分级标准
级别描述
板角弯沉
≥40
需换板
0.1%
0.0%
≥20<40
需压浆
2.6%
1.5%
≥14<20
视具体情况确定
13.0%
10.5%
<14
无脱空
84.4%
88.1%
弯沉差
≥6
接缝传荷差
2.7%
0.4%
<6
接缝传荷好
97.3%
99.6%
传荷效率
≥70%
传荷能力好
96.8%
99.3%
≥50%<70%
传荷能力中
1.6%
0.5%
<50%
传荷能力差
1.6%
0.2%
注:
考虑本次路面改建时设置加铺基层,故对板角弯沉在14~20之间板块不采用压浆。
主要结论如下:
(1)左右行车道的板角弯沉均较小,总平均值分别为10.4(0.01mm)和10.2(0.01mm)。
左右行车道的板角脱空的比例分别为2.7%和1.5%,表明该路段总体上板角脱空现象很少。
(2)左右行车道弯沉差大于或等于6(0.01mm)的板块占总板块的比例分别为2.7%和0.4%,可见左右行车道的水泥板块间的接继传荷能力较好。
(3)左右行车道接缝传荷能力好的板块占总板块的比例分别为96.8%和99.3%,可见左右行车道的接继传荷能力较好。
2.路面破损调查
本次路面破损调查利用路面破损自动采集分析系统对312国道部分路段进行路面破损检测,检测车行驶速度为60km/h左右,系统同时采集路面图像及对应的前方图像信息。
水泥路面采用路面状况指数(PCI)和断板率(DBL)两项指标评定路面破损状况。
采用断板率作为拟定各路段适宜加铺厚度的参考指标;采用路面状况指数来调查水泥砼板块破损情况,来计量老路加铺路段的修补工程数量。
水泥路面破损状况评价标准见表2,本标段断板率统计结果见表3。
水泥路面破损状况评价标准表2
评价指标
优
良
中
次
差
断板率DBL(%)
≤1
2~5
6~10
11~20
>20
水泥砼路面破损一览表表3
右侧
单条裂缝
角隅断裂
交叉裂缝、断裂板
接缝碎裂
纹裂或网裂和起皮
水泥板块数
断板率(DBL)
240.5~241
100
0%
241~242
轻×5
轻×2
中×1
轻×2
200
2%
242~243
中×1
200
1%
243~244
轻×2
100
0%
244~245
轻×7
轻×1
轻×8
200
1%
245~246
轻×4中×1
轻×2
轻×2
200
2%
246~247
轻×1
中×1
200
1%
左侧
单条裂缝
角隅断裂
交叉裂缝、断裂板
接缝碎裂
纹裂或网裂和起皮
水泥板块数
断板率(DBL)
240.5~241
轻×2中×1
100
1%
241~242
轻×3中×3
轻×1
中×1
中×2
轻×2
中×1
200
2%
242~243
轻×11中×2
中×2
200
1%
243~244
轻×3中×1
100
1%
244~245
轻×2
轻×1
200
1%
245~246
轻×3中×4
中×1
200
2%
246~247
轻×11
中×6
200
2%
注:
表中桩号为老路桩号。
主要结论:
(1)按一个公里段进行评价,全标段断板率处于优良水平。
(2)从路面破损状况来看,水泥砼板块病害主要为裂缝、角隅断裂、交叉裂缝及断裂板、接缝碎裂等。
在水泥路面加铺时需要采取养护技术进行处理,恢复老路作为改建路面的承载基础。
3.水泥混凝土路面修补对策
(1)裂缝维修
1)对宽度小于3mm的轻微裂缝,可采以扩缝灌浆。
2)对贯穿全厚的大于3mm小于15mm的中等裂缝,可采取条带罩面进行补缝。
3)对宽度大于15mm的严重裂缝可采用全深度补块。
根据本公路承担重交通的特点,全深度补块采用设置传力杆法。
4)对交叉裂缝及断裂板被评定为轻微程度的,采用填缝裂缝维修方法。
5)对交叉裂缝及断裂板被评定为中等、严重程度的,采用换板法。
(2)板边、板角修补
1)板角断裂应按破裂面的大小确定切割范围,切缝后,凿除破损部分时,应凿成规则的垂直面。
对原有钢筋有应切断,如果钢筋难以全部保留,至少也要保留20~30cm长的钢筋头,且应长短交错。
2)原有滑动传力杆,如果有缺陷应予以更换并在新老混凝土之间加设传力杆,传力杆间距控制在30cm。
3)基层不良时,可采用C15号混凝土浇筑基层。
(3)板块脱空处治
水泥混凝土面板脱空位置的确定可采用弯沉测定法。
弯沉测定宜采用落锤式弯沉仪,也可采用梁式弯沉仪,其支点不得落在弯沉盆内。
1)凡弯沉超过0.2mm的板块,应确定为面板脱空,采用水泥压浆处治。
2)凡弯沉超过0.4mm(含横向裂缝处弯沉)的板块,应确定为破碎板,采用换板法。
(4)唧泥处理
水泥混凝土面唧泥病害,应采取压浆处理。
(5)接缝维修
接缝出现碎裂时,在破碎部位外缘,应切割成规则图形,其周围切割而应垂直于面板,底面宜为平面;清除混凝土碎块,吹净灰尘杂物,并保持干燥状态;宜用高模量补强材料,进行填充维修,其材料技术性能应规范规定。
水泥混凝土路面病害测定办法、维修材料、施工工序、验收标准及其它质量控制按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJO73.1-2001)中规定执行。
2.3沥青混凝土检测结果及路面修补对策
1.弯沉检测
本次路面弯沉测试采用的是丹麦DYNATEST公司开发的落锤式弯沉仪(FWD),属于脉冲式动力弯沉仪。
检测双向行车道,约100m/点,主要检测单点弯沉来评价行车道承载能力。
根据《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-2001),沥青路面承载能力评价标准、主要检测结果、左右行车道单点弯沉随里程变化情况如表所示。
一级公路沥青路面承载能力评价标准表4
评价指标
优
良
中
次
差
强度指数SSI
≥1.0
<1.0~5≥0.83
<0.83~5≥0.66
<0.66~5≥0.5
<0.5
其中,路面强度指数SSI按下式计算:
SSI=路面设计弯沉值/路段代表弯沉值
2.路面破损调查
左行车道代表弯沉(单位:
0.01mm)表5
左行车道
里程
平均弯沉
标准差
变异系数%
代表弯沉
强度系数
评价
K222+000~K223+000
16.0
4.5
28.4
22.9
1.22
优
K223+000~K224+000
32.8
21.9
66.7
65.6
0.43
差
K224+000~K225+000
24.8
12.5
50.3
43.4
0.65
次
K225+000~K226+000
32.5
21.4
65.8
64.6
0.43
差
K226+000~K227+000
32.6
9.9
30.4
47.5
0.59
次
K227+000~K228+000
29.3
13.1
44.8
49.0
0.57
次
K228+000~K229+000
18.3
11.0
60.1
34.8
0.80
中
K229+000~K230+000
25.8
11.4
44.1
42.9
0.65
次
K230+000~K231+000
18.5
5.6
30.4
26.9
1.04
优
K231+000~K232+000
36.3
3.1
8.4
40.9
0.68
中
平均值
26.7
11.4
9
0.
1
中
1.代表弯沉总平均值左行车道为43.8(0.01mm),右行车道为35.3(0.01mm),总体处于中级水平,左右行车道承载能力不均匀性。
2.左右行车道变异系数总平均值分别为42.9%和46.0%,表明了左右行车道承载能力的不均匀性。
右行车道代表弯沉(单位:
0.01mm)表6
右行车道
里程
平均弯沉
标准差
变异系数%
代表弯沉
强度系数
评价
K222+000~K223+000
19.0
11.5
60.6
36.2
0.77
中
K223+000~K224+000
22.1
12.9
58.3
41.4
0.68
中
K224+000~K225+000
20.6
9.8
47.5
35.3
0.79
中
K
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